如图所示,足够长的水平传送带始终以大小为v=3m/s的速度逆时针传动,传送带上有一质量为M=2kg的小木盒A,A与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3.开始时,A随同传送带共同向左运动

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,足够长的水平传送带始终以大小为v=3m/s的速度逆时针传动,传送带上有一质量为M=2kg的小木盒A,A与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3.开始时,A随同传送带共同向左运动,一光滑的质量为m=1kg的小球B自传送带左端出发,以一定的初速度在传送带上向右运动,小球与木盒相遇后,立即进入盒中与盒达到方向向右的共同速度v1=3m/s.(取g=10m/s2)求:
(1)木盒在传送带上相对滑动的距离为多少?
(2)为维持传送带始终匀速运动,带动传送带的电动机为此需多消耗的电能为多少?

魔方格

◎ 答案

(1)设小球和小木盒一起做变速运动时的加速度为a,摩擦力为f,做变速运动的时间为t,由题可知,小球和木盒先相对地向右做匀减速运动,速度减到零,然后再向左做匀加速运动,直到速度为传送带速度为止.
F=f=μ(M+m)g
a=
F
M+m
=μg=3m/s2

t=2×
v1
a
=2s

在2s内木盒的位移为0,则木盒在传送带上滑过的距离等于这段时间传送带的对地位移大小.
即△s=vt=6m
故木盒在传送带上相对滑动的距离为6m.
(2)传送带上的物体动能和势能没有增加,所以电动机多消耗的电能为克服摩擦力做功产生的内能,即
  E=△Q═f?△f=μ(m+M)△l=5.4J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,足够长的水平传送带始终以大小为v=3m/s的速度逆时针传动,传送带上有一质量为M=2kg的小木盒A,A与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3.开始时,A随同传送带共同向左运动…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与时间的关系】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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